rssp-ⅱ安全通信协议在cbtc的应用研究

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1、＇密级：公学校代码１００开：０４ＢＥＩＪＩＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ願±专业学位论文ＲＳＳＰ－ＩＩ安全通信协议在ＣＢＴＣ的应用研究作者姓名南迪工程领域控制工程指导教师步兵教授培养院系电子信息工程学院追逆接．，．耕輪證ｆ．如系交適乂ｆ硕：ｔ专业学位论文ＲＳＳＰ－ＩＩ安全通信协议在ＣＢＴＣ的应用研究Ａ－ｊｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＲＳＳＰＩＩｓａｆｅｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｒｏｔｏｃｏｌｉｎＣＢＴＣｊｐｙｐ作者：南迪导师：步兵北京交通大学

2、２０１５年９月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，、、汇编Ｗ供査阅和借阅。提供阅览服务，并采用影印缩印或扫描等复制手段保存同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可Ｗ为存在馆际合作关系的兄弟髙校用户提供文献传递服务和交换服务。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：＂签字曰期行一Ｙ．导师签名：為衣签字日期：年月日Ｉ■Ｉ学校代

3、码：１０００４密级：公开北京交通大学硕±专业学位论文ＲＳＳＰ－ＩＩ安全通信协议在ＣＢＴＣ的应用研究－ｍｍｕｎＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＲＳＳＰＩＩｓａｆｅｔｃｏｉｃａｔｉｏｎｒｏｔｏｃｏｌｉｎＣＢＴＣｙｐ２５０９９作者姓名：南迪学号：１３１导师姓名：步兵职称：教授学位类别；专业硕±学位级别；硕±学科专业：控制工程研究方向：ＣＢＴＣ北京交通大学２０１５年９月ｉ致谢本篇论文是在北京交通大学步兵教授的悉必指导之下完成的。在论文的撰写过程之中，我的导师倾注了很多的也血，

4、在论文的选题上为我指明了正确的研究方向，论文的写作过程中，也都提出了许多宝贵的意见。步兵严谨的治学态度和科学的工作方法给我带来了极大的帮助，让我受益匪浅，在此，衷也的感谢步兵老师对我的关瓜和指导。在论文的研究过程中，许多同学Ｗ及实验室的同口师兄弟们都给予了我热情的帮助和不断的支持！，对他们表示感谢此外一，还要感谢我的家人，感谢他们直Ｗ來对我的关也和支持。最后，谨向所有关也、帮助过我的老师、同学们表达我最诚孽的感激之情，同时向审阅论文的各位专家学者表示衷也的感谢！Ｈｉ化巧巧通乂学硕＋专业学化论文ＭＭ

5、摘要基于通信的列车控制系统（ＣＢＴＣ）通过双向的车地通信保证列车正常运行。ＣＢＴＣ车地通信系统在通过巧放式网络进行传输的过程中，可能遇到传输差错和外部非法入侵的威胁，必须依靠安全通信协议保护消息的安全性、完整性和时效性。２００８年铁道部根据ＥＮ５０－－１５９标准制定了铁路安全通信协议ＲＳＳＰＩ和ＲＳＳＰＩＩ，为－我国铁路信号安全设备之间的安全通信提供协议规范。其中，ＲＳＳＰＩＩ能够为ＣＢＴＣ提供高安全性的防护，但其复杂度和时延性能能否满足ＣＢＴＣ的性能要求仍需进一－－步研究。本文ＷＲＳＳＰＩ为参照，对ＲＳＳＰＩ

6、Ｉ用于ＣＢＴＣ车地通信系统时的复杂Ｐｅｔｒｉ网的度和时延性能进行了理论分析，并采用了基于有色建模方法对协议建立安全连接过程的时延性能进行了仿真分析。－论文的研究內容主要有Ｗ下几部分－：首先是对ＲＳＳＰＩ和ＲＳＳＰＩＩ协议结构和阐述了ＲＳＳＰ－ＩＩ在ＣＢＴＣ安全通信流程的研究，并开放式网络中的防御措施和安全化表明ＲＳＳＰ－Ｃ。ＩＩ能够保证ＣＢＴ车地通信传输的安全其次是对协议性能的分析。首先基于计算复杂度理论分析了两种协议实现安全通信的计算复杂度，分析，从封装、发送到安全消息的接收和处理了两协议计－ＳＳＰ－ＩＩ

7、算复杂度的组成；通过与ＲＳＳＰＩ协议复杂度的对比，发现Ｒ协议的计算复杂度主要来自于协议消息鉴定安全层的加密认证算法。之后根据复杂度分析，对两协议在安全通信过程中的时延进行了分析和计算，通过计算得到了两协议在有－－丢包存在和无丢包存在下的传输时延Ｗ及ＲＳＳＰＩＩ特有的建链时延，由于ＲＳＳＰＩＩ。在建链过程中包含两次交互过程，因此建链时延是协议时延的主要组成部分－ｅｔｒｉ最后，为验证ＲＳＳＰＩＩ协议能否满足ＣＢＴＣ系统性能需求，论文选择有色ＰＣＰＮ－网及其辅助工具Ｔｏｏｌｓ对民ＳＳＰＩＩ协议的建立安全连接过程进行仿真建

8、模分析，从车地通信基本模型入手，逐步加入丢包和重传机制，最后完成建链过程模型的搭建。通。基于所建模型，使用ＣＰＮＴｏｏｌｓ对协议的建链过程进行验证和性能分析过状态空间